Дробление и образование бластулы

Как зигота быстро делится без увеличения в размерах, образуя множество мелких клеток, которые затем организуются в полую или слоистую бластулу, готовую к гаструляции.

Definition

Дробление — это серия быстрых митотических делений, которые подразделяют цитоплазму зиготы на постепенно уменьшающиеся клетки (бластомеры) без увеличения общего размера; образование бластулы — это организация этих бластомеров в структурированный эмбрион, обычно содержащий заполненную жидкостью полость.

Scope

Эта тема охватывает деления дробления, которые разделяют оплодотворенную яйцеклетку, влияние желтка на характер дробления, различие между радиальной, спиральной и другими геометриями дробления, переход к средней бластуле, когда активируется собственный геном эмбриона, и образование бластулы или бластоцисты млекопитающих с ее различными популяциями клеток.

Core questions

• Почему ранние эмбриональные деления происходят так быстро и без роста клеток?
• Как количество и распределение желтка формируют характер дробления?
• Когда и как эмбрион переключается с материнских на свои собственные генные продукты?
• Как бластомеры организуются в бластулу или бластоцисту с различными типами клеток?

Key concepts

• Бластомеры и клеточный цикл дробления
• Радиальные, спиральные и дискоидальные паттерны дробления
• Влияние желтка на геометрию дробления
• Переход от материнского к зиготическому контролю (переход к средней бластуле)
• Бластоцель, внутренняя клеточная масса и трофэктодерм

Mechanisms

После оплодотворения зигота вступает в фазу синхронных, быстрых делений, в которых S- и M-фазы клеточного цикла чередуются с незначительной или отсутствующей фазой роста, используя запасенные материнские белки и матричные РНК. Геометрия дробления ограничена распределением желтка, что приводит к характерным радиальным, спиральным, дискоидальным или поверхностным паттернам у различных групп животных. По мере продолжения делений эмбрион достигает перехода к средней бластуле, когда активируется зиготическая транскрипция, клеточный цикл удлиняется, и клетки приобретают подвижность. У млекопитающих бластоциста образуется с внешним трофэктодермом, окружающим бластоцель, и внутренней клеточной массой, которая дает начало собственно эмбриону.

Clinical relevance

Стадии дробления и бластоциста имеют центральное значение для экстракорпорального оплодотворения, оценки эмбрионов и получения эмбриональных стволовых клеток; аномалии на этих стадиях способствуют ранней неудаче развития. Эта статья носит образовательный характер и не является источником клинических или репродуктивных советов.

History

Классические эмбриологи описывали и классифицировали паттерны дробления у различных групп животных в девятнадцатом и начале двадцатого веков, признавая связь между распределением желтка и геометрией деления задолго до того, как была понята молекулярная основа перехода от материнского к зиготическому контролю.

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

Почему клетки не растут во время дробления?

Ранние деления разделяют крупную яйцеклетку на множество более мелких клеток, используя запасенные материнские материалы, поэтому эмбрион увеличивается в количестве клеток без увеличения общего размера до более поздних стадий.

Что такое бластоциста?

У млекопитающих бластоциста — это ранний эмбрион, образующийся после дробления, с внешним клеточным слоем (трофэктодермом) и внутренней клеточной массой, которая сформирует тело, окружая заполненную жидкостью полость.